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20 kgの箱が床に到達する速度がどのような速度に落ちると、4.0 mの棚に持ち上げられますか?

エネルギーの保全の原則を使用して、この問題を解決する方法は次のとおりです。

1。上部のポテンシャルエネルギー:

*ボックスには、高さのためにポテンシャルエネルギー(PE)があります。ポテンシャルエネルギーの式は次のとおりです。

PE =MGH

どこ:

* M =質量(20 kg)

* G =重力による加速(9.8 m/s²)

* H =高さ(4.0 m)

*ポテンシャルエネルギーを計算します。

PE =(20 kg)(9.8 m/s²)(4.0 m)=784 j(ジュール)

2。エネルギーの保全:

*ボックスが落ちると、そのポテンシャルエネルギーは運動エネルギー(KE)に変換されます。 総機械エネルギー(PE + KE)は一定のままです。

*運動エネルギーの式は次のとおりです。

KE =(1/2)mV²

どこ:

* M =質量(20 kg)

* v =速度(見つけたいもの)

3。方程式の設定:

*上部では、すべてのエネルギーはポテンシャルエネルギーです(PE =784 J)。

*下部では、すべてのエネルギーは運動エネルギーです(KE =784 J)。

* したがって:

KE =PE

(1/2)mv²=mgh

4。速度の解決:

*両側の質量(m)をキャンセルします。

(1/2)v²=gh

*両側に2を掛けます。

V²=2GH

*両側の平方根を取る:

V =√(2GH)

*値を置き換えます:

v =√(2 * 9.8 m/s² * 4.0 m)

v =√(78.4m²/s²)

V≈8.85m/s

したがって、床に到達するボックスの速度は約8.85 m/sです。

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